Примеры решения задач по механике, страница 16

          21. В закрытом с обоих торцов горизонтальном цилиндре, заполненном идеальным газом с показателем адиабаты g, находится  поршень массы т с площадью сечения S. В положении равновесия давление газа равно Р0 и поршень делит цилиндр на две одинаковые части, каждая объемом V0. Найти частоту малых колебаний поршня около положения равновесия, считая процесс в газе адиабатическим и трение ничтожно малым.

          22. Небольшой шарик массы т = 21 г, подвешенный  на нерастяжимой изолирующей нити на высоте h = 12 см от большой горизонтальной проводящей плоскости, совершает малые колебания. После того как ему сообщили некоторый заряд q, период колебаний изменился в n = 2 раз. Найти q.

          23. Небольшая магнитная стрелка совершает малые колебания вокруг оси, перпендикулярной к направлению внешнего магнитного поля. При изменении индукции этого поля период колебаний стрелки уменьшился в п = 5 раз. Во сколько раз изменилась индукция поля? Затухание пренебрежительно мало.

          24. Контур (рис. 2.16) образован двумя  параллельными проводниками, замыкающими их соленоидом с индуктивностью L и проводящим стержнем массы т1 который без трения может скользить по проводникам. Проводники расположены в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией В. Расстояние между проводниками . В момент  времени t = 0 стержню сообщили начальную скорость V0. Найти закон движения х(t). Сопротивление контура пренебрежимо мало.

          25. Ток в колебательном контуре зависит от времени как , где J0=9,0 мА, w0 = 4,5×104 с-1. Емкость конденсатора С = 0,50 мкФ. Найти индуктивность контура и напряжение на конденсаторе в момент t = 0.

          26. Колебательный контур состоит из конденсатора емкости С, катушки индуктивности L и пренебрежимо малым сопротивлением и ключа. При разомкнутом ключе конденсатор зарядили до напряжения U0 и затем в момент

t = 0 замкнули ключ. Найти: а) ток в цепи как функцию времени; б) ЭДС самоиндукции в катушке в моменты, когда электрическая энергия конденсатора равна энергии тока в катушке.

          27. Найти максимальный ток в цепи (рис.3.2.17) и максимальное напряжение на  конденсаторе после замыкания ключа К. Активное сопротивление пренебрежимо мало.

          28. В контуре, состоящем из плоского конденсатора и катушки индуктивности с пренебрежимо малым активным сопротивлением, происходят колебания с энергией W. Пластины конденсатора медленно раздвинули так, что частота колебаний увеличилась в п раз. Какую работу совершили при этом против электрических сил?

          29. В колебательном контуре (рис.3.2.18) индуктивность катушки L = 2,5 мГн, а  емкости конденсаторов С1 = 2,0 мкФ, С2 = 3,0 мкФ. Конденсаторы зарядили до напряжения U = 180 В и замкнули ключ. Найти период собственных колебаний контура и амплитудное значение тока через катушку.

          30. На рис.3.2.19 показано сечение тороидального резонатора, используемого во  многих микроволновых генераторах. Считая, что центральная часть резонатора является плоским конденсатором, а тороидальная полость – индуктивностью, оценить собственную частоту резонатора. Необходимые размеры даны на рисунке.

          3.3. ЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ

3.3.1.КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ